一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐及其合成方法
阅读说明：本技术 一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐及其合成方法 (Amino acid amide hydrochloride without inorganic ammonium salt and synthetic method thereof ) 是由 刘林 傅建 张晓斌 陈垒 唐波 张仁友 吴秀英 张松 吴文秀 王永生 左祥群 于 2021-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐及其合成方法,包括以下步骤：S1、将氨基酸在碱性条件下,加入二碳酸二叔丁酯制备叔丁氧羰基－氨基酸；S2、向制备得到的叔丁氧羰基－氨基酸中再加入二碳酸二叔丁酯,在N－甲基吗啉、碳酸氢铵存在的条件下,制备叔丁氧羰基－氨基酸酰胺；S3、将叔丁氧羰基－氨基酸酰胺置于乙酸乙酯/氯化氢溶液体系中,结晶析出即得。本发明分两次加入二碳酸二叔丁酯,在不同条件下制备得到高纯的叔丁氧羰基－氨基酸酰胺,最后在乙酸乙酯/氯化氢溶液条件下得到最终产品,本发明解决了氨基酸酰胺盐酸盐生产中无机铵盐难分离的问题,减少了有机溶剂的用量。(The invention discloses an amino acid amide hydrochloride without inorganic ammonium salt and a synthesis method thereof, comprising the following steps: s1, adding di-tert-butyl dicarbonate to the amino acid under an alkaline condition to prepare tert-butoxycarbonyl-amino acid; s2, adding di-tert-butyl dicarbonate into the prepared tert-butoxycarbonyl-amino acid, and preparing tert-butoxycarbonyl-amino acid amide in the presence of N-methylmorpholine and ammonium bicarbonate; s3, placing the tert-butyloxycarbonyl-amino acid amide in an ethyl acetate/hydrogen chloride solution system, and crystallizing and separating out the tert-butyloxycarbonyl-amino acid amide to obtain the compound. The invention adds di-tert-butyl dicarbonate twice, prepares high-purity tert-butoxycarbonyl-amino acid amide under different conditions, and finally obtains a final product under the condition of ethyl acetate/hydrogen chloride solution.)
技术领域
本发明涉及多肽合成技术领域，特别涉及一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐及其合成方法。
背景技术
现有的氨基酸酰胺盐酸盐(AA.NH2.HCl)的制备工艺，是由氨基酸(AA)在醇溶剂中，滴加二氯亚砜生成氨基酸酯的盐酸盐(AA.OEt.HCl或AA.OMe.HCl)，碱中和得到氨基酸酯(AA.OEt或AA.OMe)，然后再通入氨气进行氨解而得氨基酸酰胺盐酸盐(AA.NH2.HCl)。由于氨基酸酰胺盐酸盐与中和产品产生的无机酸铵盐均易溶于水，因此很难将氨基酸酰胺中的无机铵盐除掉，从而导致产品中含一定量的无机铵盐，含量一般在2.5－10w％之间，对多肽合成的影响很大。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐及其合成方法，将氨基酸(AA)在碱性条件下，加入二碳酸二叔丁酯制备叔丁氧羰基－氨基酸(Boc－AA)，然后再加入二碳酸二叔丁酯，在N－甲基吗啉、碳酸氢铵存在的条件下，制备叔丁氧羰基－氨基酸酰胺(Boc－AA.NH2)，利用其产品的酯溶性，将工艺中产生的无机铵盐除尽，从而得到高纯的叔丁氧羰基－氨基酸酰胺，最后一步在乙酸乙酯/氯化氢溶液条件下，脱去叔丁氧羰基，产品氨基酸酰胺盐酸盐(AA.NH2.HCl)结晶析出，由此得到不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐，克服了现有技术所存在的不足。
本发明采用的技术方案如下：一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐的合成方法，包括以下步骤：
S1、将氨基酸在碱性条件下，加入二碳酸二叔丁酯制备叔丁氧羰基－氨基酸；
S2、向制备得到的叔丁氧羰基－氨基酸中再加入二碳酸二叔丁酯，在N－甲基吗啉、碳酸氢铵存在的条件下，制备叔丁氧羰基－氨基酸酰胺；
S3、将制备得到的叔丁氧羰基－氨基酸酰胺置于乙酸乙酯/氯化氢溶液体系中，以脱去叔丁氧羰基，结晶析出得到氨基酸酰胺盐酸盐。
在上述方法中，先在水相体系中制备叔丁氧羰基－氨基酸，然后再在非水相体系中，利用二碳酸二叔丁酯活化羧基的作用，在N－甲基吗啉、碳酸氢铵存在的条件下制备叔丁氧羰基－氨基酸酰胺，最后在乙酸乙酯/氯化氢溶液条件下，脱去叔丁氧羰基，产品氨基酸酰胺盐酸盐结晶析出，由此得到不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐。
进一步，在S1中，所述氨基酸为侧链不含活性基团的氨基酸，或者为侧链保护氨基酸，包括D型氨基酸(D－AA)、L型氨基酸(L－AA)、DL型氨基酸(DL－AA)。
进一步，在S1中，所述碱性条件是指氨基酸在碱性水相条件下。
进一步，在S1中，氨基酸与二碳酸二叔丁酯的质量比为1：1.05－1.2。
进一步，在S2中，在S2中，再次加入二碳酸二叔丁酯的量为叔丁氧羰基－氨基酸质量的1.1－1.5：1。
进一步，在乙酸乙酯/氯化氢溶液体系中，乙酸乙酯与氯化氢的质量比为8－10：1，制备方法是将气态氯化氢通入乙酸乙酯中溶解得到氯化氢/乙酸乙酯溶液体系，该溶液体系中不含有水相。乙酸乙酯/氯化氢溶液体系中，氯化氢的浓度不宜过低或过高，浓度过低造成丁氧羰基没有脱完而导致反应不完全，浓度过高造成有氨基酸生成而导致产品损失大。
在本发明中，叔丁氧羰基－氨基酸酰胺与乙酸乙酯/氯化氢溶液体系的质量比为1：3－5。
在本发明中，对于氨基酸酰胺盐酸盐中无机铵盐的含量检测，是通过滴定检测氨基酸酰胺盐酸盐中的氯离子含量来确定无机铵盐的含量。
进一步，得到的氨基酸酰胺盐酸盐中，无机铵盐的含量不超过0.1w％。
本发明还包括一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐，所述氨基酸酰胺盐酸盐通过上述合成方法制备得到。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明将氨基酸(AA)在碱性条件下，加入二碳酸二叔丁酯制备叔丁氧羰基－氨基酸(Boc－AA)，然后再加入二碳酸二叔丁酯，在N－甲基吗啉、碳酸氢铵存在的条件下，制备叔丁氧羰基－氨基酸酰胺(Boc－AA.NH2)，利用其产品的酯溶性，将工艺中产生的无机铵盐除尽，从而得到高纯的叔丁氧羰基－氨基酸酰胺，最后一步在乙酸乙酯/氯化氢溶液条件下，脱去叔丁氧羰基，产品氨基酸酰胺盐酸盐(AA.NH2.HCl)结晶析出，本发明解决了氨基酸酰胺盐酸盐生产中无机铵盐难分离的问题，同时简化了后处理的步骤，减少了有机溶剂的用量，大幅减少了纯化阶段产生的废液量。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以丙氨酸为例：
实施例1
一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐的合成方法，包括以下步骤：
S1、取2L烧瓶，加入纯水1L、89g丙氨酸(Ala)、碳酸钠220g、乙醇250g、二碳酸二叔丁酯240g，常温搅拌5小时，滴加30％盐酸500g，搅拌结晶2小时，过滤收集固体叔丁氧羰基－丙氨酸(Boc－Ala)；
S2、取1L烧瓶，加入乙酸乙酯500g、叔丁氧羰基－丙氨酸(Boc－Ala)94.5g、二碳酸二叔丁酯120g、N－甲基吗啉50g、碳酸氢铵50g，常温搅拌5小时，用水洗乙酸乙酯，向乙酸乙酯中加入无水硫酸钠50g干燥，浓缩结晶得到叔丁氧羰基－丙氨酸酰胺(Boc－Ala.NH2)；
S3、取1L烧瓶，加入乙酸乙酯/氯化氢溶液285g、叔丁氧羰基－丙氨酸酰胺(Boc－Ala.NH2)94g，搅拌反应3小时，析出结晶得到丙氨酸酰胺盐酸盐(Ala.NH2.HCl)。
实施例2
一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐的合成方法，包括以下步骤：
S1、取2L烧瓶，加入纯水1L、89g丙氨酸(Ala)、碳酸钠220g、乙醇250g、二碳酸二叔丁酯261g，常温搅拌5小时，滴加30％盐酸500g，搅拌结晶2小时，过滤收集固体叔丁氧羰基－丙氨酸(Boc－Ala)；
S2、取1L烧瓶，加入乙酸乙酯500g、叔丁氧羰基－丙氨酸(Boc－Ala)95g、二碳酸二叔丁酯141g、N－甲基吗啉50g、碳酸氢铵50g，常温搅拌5小时，用水洗乙酸乙酯，向乙酸乙酯中加入无水硫酸钠50g干燥，浓缩结晶得到叔丁氧羰基－丙氨酸酰胺(Boc－Ala.NH2)；
S3、取1L烧瓶，加入乙酸乙酯/氯化氢溶液380g、叔丁氧羰基－丙氨酸酰胺(Boc－Ala.NH2)94g，搅拌反应3小时，析出结晶得到丙氨酸酰胺盐酸盐(Ala.NH2.HCl)。
实施例3
一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐的合成方法，包括以下步骤：
S1、取2L烧瓶，加入纯水1L、89g丙氨酸(Ala)、碳酸钠220g、乙醇250g、二碳酸二叔丁酯283g，常温搅拌5小时，滴加30％盐酸500g，搅拌结晶2小时，过滤收集固体叔丁氧羰基－丙氨酸(Boc－Ala)；
S2、取1L烧瓶，加入乙酸乙酯500g、叔丁氧羰基－丙氨酸(Boc－Ala)95g、二碳酸二叔丁酯163g、N－甲基吗啉50g、碳酸氢铵50g，常温搅拌5小时，用水洗乙酸乙酯，向乙酸乙酯中加入无水硫酸钠50g干燥，浓缩结晶得到叔丁氧羰基－丙氨酸酰胺(Boc－Ala.NH2)；
S3、取1L烧瓶，加入乙酸乙酯/氯化氢溶液473g、叔丁氧羰基－丙氨酸酰胺(Boc－Ala.NH2)94g，搅拌反应3小时，析出结晶得到丙氨酸酰胺盐酸盐(Ala.NH2.HCl)。
对比例1
一种氨基酸酰胺盐酸盐的合成方法，包括以下步骤：
S1、取1L烧瓶，加入乙醇500g，丙氨酸(Ala)89g，滴加二氯亚砜130g，常温搅拌5小时，浓缩，然后通入氨气50g进行氨解，浓缩结晶得到氨基酸酰胺盐酸盐(Ala.NH2.HCl)。
对比例2
一种氨基酸酰胺盐酸盐的合成方法，包括以下步骤：
S1、取1L烧瓶，加入乙醇500g，丙氨酸(Ala)89g，滴加二氯亚砜130g，常温搅拌5小时，浓缩，加入20％碳酸钠溶液875g中和，向产品溶液中通入氨气50g氨解，浓缩结晶，过滤得到氨基酸酰胺(Ala.NH2)；
S2、氨基酸酰胺(Ala.NH2)溶于500ml乙醇后，再通入氯化氢气体40g，浓缩结晶得到丙氨酸酰胺盐酸盐(Ala.NH2.HCl)。
对比例3
一种不含无机铵盐的氨基酸酰胺盐酸盐的合成方法，包括以下步骤：
S1、取2L烧瓶，加入纯水1L、89g丙氨酸(Ala)、碳酸钠220g、乙醇250g、二碳酸二叔丁酯283g，常温搅拌5小时，滴加30％盐酸500g，搅拌结晶2小时，过滤收集固体叔丁氧羰基-丙氨酸(Boc-Ala)；
S2、取1L烧瓶，加入乙酸乙酯500g、叔丁氧羰基-丙氨酸(Boc-Ala)95g、二碳酸二叔丁酯218g、N-甲基吗啉50g、碳酸氢铵50g，常温搅拌5小时，用水洗乙酸乙酯，向乙酸乙酯中加入无水硫酸钠50g干燥，浓缩结晶得到叔丁氧羰基-丙氨酸酰胺(Boc-Ala.NH2)；
S3、取1L烧瓶，加入乙酸乙酯/氯化氢溶液473g、叔丁氧羰基-丙氨酸酰胺(Boc-Ala.NH2)94g，搅拌反应3小时，析出结晶得到丙氨酸酰胺盐酸盐(Ala.NH2.HCl)。
上述实施例1-3和对比例1-3得到的产品的检测数据如表1所示：
表1实施例1-3和对比例1-3产品检测数据
项目
氯离子含量w％
废液产生量mL/g
实施例1
99.8
52
实施例2
99.7
54
实施例3
99.9
57
对比例1
110
75
对比例2
105
90
对比例3
100.8
60
标准要求
98.5-102.5
-
注：1、氯离子含量检测采用中国药典滴定法进行测定；
2、氯离子含量w％＝实际氯离子含量/理论氯离子含量×100％；理论氯离子含量是通过假设产品纯度为100％时计算得到。
由表1可以得到，实施例1－3的氯离子含量均没有超过100％，而对比例1和2的氯离子含量均超过100％，由此说明，本发明获得的产品的纯度较高，无机铵盐被除尽，去除效果极好，而对比例1和2中必然含有无机铵盐，说明丙氨酸(Ala)在醇溶剂中，滴加二氯亚砜生成丙氨酸酯的盐酸盐(Ala.OEt.HCl或Ala.OMe.HCl)，碱中和得到丙氨酸酯(Ala.OEt或Ala.OMe)，然后再通入氨气进行氨解而得丙氨酸酰胺盐酸盐(Ala.NH2.HCl)，丙氨酸酰胺盐酸盐(Ala.NH2.HCl)中的无机铵盐含量达到5％以上，难以分离纯化。同时，通过对比废液产生量可以得到，本发明的废液产生量明显低于对比为例1和2，技术优势明显。进一步，通过将实施例1－3和对比例3对比得到，在S2中加入过量的二碳酸二叔丁酯时，无机铵盐的去除效果受到明显负面影响，达不到除尽无机铵盐的技术效果，因此，步骤S2中二碳酸二叔丁酯的用量比较重要，须在本发明指出的范围内才能达到声称的技术效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。